Nghiên cứu tính toán chế độ khi lắp đặt thiết bị TCSC và SVC tại trạm biến áp 220KV Thái Nguyên

Nghiên cứu tính toán chế độ khi lắp đặt thiết bị TCSC và SVC tại trạm biến áp 220KV Thái Nguyên Nghiên cứu tính toán chế độ khi lắp đặt thiết bị TCSC và SVC tại trạm biến áp 220KV Thái Nguyên Nghiên cứu tính toán chế độ khi lắp đặt thiết bị TCSC và SVC tại trạm biến áp 220KV Thái Nguyên luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THÀNH LONG Nghiên cứu tính tốn chế độ lắp đặt thiết bị TCSC SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN Hà Nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THÀNH LONG Nghiên cứu tính tốn chế độ lắp đặt thiết bị TCSC SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.PHAN ĐĂNG KHẢI Hà Nội, 2011 MUC LỤC Mục lục chương Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị Lời nói đầu .10 Chương 1: Tổng quan ổn định điện áp .12 1.1 Khái niệm chung ổn định điện áp 12 1.2 Nguyên nhân gây ổn định điện áp .14 1.3 Hậu ổn định điện áp 15 1.4 Vấn đề đảm bảo giá trị điện áp cho phép .17 1.5 Các biện pháp ngăn ngừa sụp đổ điện áp .18 1.5.1 Các biện pháp vận hành .18 1.5.2 Các biện pháp thiết kế 18 1.6 Nhận xét 21 Chương 2: Vai trò ứng dụng thiết bị bù SVC TCSC việc nâng cao ổn định điện áp 23 2.1 SVC……………………………………………… 23 2.1.1 Khả ứng dụng SVC hệ thống điện .23 2.1.1.1 Đặt vấn đề 23 2.1.1.2 Một số ứng dụng SVC 24 2.1.1.2.1 Điều chỉnh điện áp trào lưu công suất .24 2.1.1.2.2 Giới hạn thời gian cường độ áp xảy cố 26 2.1.1.2.3 Ơn hịa dao động công suất hữu công 27 2.1.1.2.4 Giảm cường độ dịng điện vơ cơng 28 2.1.1.2.5 Tăng khả tải đường dây …28 2.1.1.2.6 Cân phụ tải không đối xứng .……….30 2.1.1.2.7 Cải thiện ổn định sau cố …30 2.1.2 Thiết bị bù ngang có điều khiển SVC 32 2.1.2.1 Cấu tạo phần tử SVC 32 2.1.2.1.1 Nguyên lý hoạt động thyristor mắc song song ngược 32 2.1.2.1.2 Kháng điều chỉnh thyristor TCR (thyristor controlled reactor)……………………………………………………………………….34 2.1.2.1.3 Tụ đóng mở thyristor TSC (thyristor switch capacitor) ……43 2.1.2.1.4 Kháng đóng mở thyristor TSR (thyristor switch reactor) … 44 2.1.2.1.5 Hệ thống điều khiển van SVC 44 2.1.3 Các đặc tính SVC … 45 2.1.3.1 Đặc tính điều chỉnh SVC 45 2.1.3.2 Đặc tính làm việc SVC .46 2.1.4 Mơ hình SVC tính tốn chế độ xác lập hệ thống điện 47 2.1.4.1 Mơ hình hóa SVC điện kháng có trị số thay đổi ….47 2.1.4.2 Mơ hình SVC theo tổ hợp nguồn phụ tải phản kháng 49 Nhận xét – đánh giá… 51 2.2 TCSC…………………………………………………………………….52 2.2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động TCSC…………………………… 52 2.2.2 Mơ hình phần điều khiển TCSC……………………………………….55 2.2.2.1 Mơ hình điều khiển ngồi TCSC……………………………… 55 2.2.2.2 Mơ hình điều khiển TCSC……………………………… 58 2.2.3 Phân tích hiệu điều khiển TCSC…………………………… 59 2.2.3.1 Phân tích hiệu điều khiển TCSC theo tác động rời rạc………….59 2.2.3.2 Hiệu điều khiển TCSC theo tác động liên tục………………… 64 Nhận xét – đánh giá……………………………………………………… 67 Chương 3: Khai thác phấn mềm PSS/E, tính tốn phân tích ổn định hệ thống điện …… 69 3.1 Phần mềm tính tốn PSS/E……………………………… .69 3.1.1 Mô tả phần tử HTĐ PSS/E 70 3.1.1.1 Dữ liệu nút……… 70 3.1.1.2 Dữ liệu phụ tải……………………………………… .72 3.1.1.3 Dữ liệu máy phát …………………… 73 3.1.1.4 Dữ liệu nhánh khơng có máy biến áp 74 3.1.1.5 Dữ liệu máy biến áp 76 3.1.1.6 Dữ liệu thiết bị bù tĩnh 82 3.1.1.7 Dữ liệu hiệu chỉnh trở kháng máy biến áp 83 3.1.1.8 Dữ liệu thiết bị bù có điều khiển 83 3.1.2 Các bước mô PSS/E .84 3.1.2.1 Tính tốn chế độ xác lập trước cố 85 3.1.2.2 Số liệu động 85 3.1.2.3 Kiểm tra số liệu…………………………………… 87 3.1.2.4 Chạy trương chình mơ phỏng…………….……………… 88 3.1.2.5 Phân tích ổn định động………….…………………… 89 Chương 4: Tính tốn chế độ, lựa chọn phương án lắp đặt thiết bị TCSC kết hợp SVC 90 4.1 Đặt vấn đề .90 4.2 Cơ sở tính tốn 90 4.3 Phân vùng phụ tải, xác định phạm vi đầu nối 91 4.4 Sơ đồ kết lưới 92 4.5 Cơ sở, phương pháp thời điểm tính toán 96 4.5.1 Cơ sở tính tốn 96 4.5.2 Phương pháp luận 96 4.5.3 Thời điểm tính tốn .97 4.6 Đánh giá sơ 97 4.7 Trường hợp không lắp đặt thêm thiết bị bù 99 4.7.1 Kiểm tra ổn định điện áp .99 4.7.2 Kiểm tra bước nhảy điện áp 103 4.7.3 Đánh giá trường hợp không lắp đặt thêm thiết bị bù 104 4.8 Tính tốn khả truyền tải với tiêu chí n- 105 4.8.1 Thông số thiết bị bù 105 4.8.2 Kết tính tốn .106 4.8.3 Nhận xét 107 4.9 Lắp đặt thiết bị bù ( lắp đặt tụ bù dọc SVC Thái Nguyên) 109 4.9.1 Kiểm tra ổn định điện áp 109 4.9.2 Tính tốn chế độ phương án 119 4.9.3 Đánh giá phương án 120 Kết luận kiến nghị 122 Tài liệu tham khảo 124 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt Chữ tiếng Anh đầy đủ SVC Static Var Compensator TCSC STATCOM Static Synchronous Compensator UPFC Unified Power Flow Controller TCPAR FACTS Nghĩa tiếng Việt Thiết bị bù tĩnh có điều khiển thyristor Thyristor Controlled Series Thiết bị bù dọc có điều Capacitor khiển thyristor Thiết bị bù tĩnh hoàn thiện SVC Thiết bị điều khiển dịng cơng suất Thyristor Controlled Phase Angle Thiết bị điều khiển góc Regulator pha thyristor Flexible Alternating Current Transmission Systems Thiết bị có điều khiển bù cơng suất phản kháng Phần mềm mô ISIS Proteus Professional PCB Printed Circuit Board VĐK Bộ vi điều khiển 10 HTĐ Hệ thống điện 11 SS-TX 12 CĐQĐ Chế độ độ 13 CĐXL Chế độ xác lập 14 ĐDK Đường dây kép 15 MBA Máy biến áp 16 NMTĐ Nhà máy thuỷ điện 17 CSPK Công suất phản kháng mạch điện-điện tử Khâu so sánh tạo xung DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Giá trị I3 thay đổi góc điều khiển 42 R R Bảng 4.1 Dự báo phụ tải khu vực 91 Bảng 4.2 Nhu cầu.6 204.4 195.4 Điện áp 220kV Thái Nguyên (kV) 209.7 209.4 207.9 197.2 177.31 154.5 110 P Hà Giang (MW) Phụ tải (MW) 195.9 201.5 228.5 241.6 254.8 260.5 186.0 191.0 215.0 225.0 232.4 230.3 R R Hình 4.8 Giới hạn truyền tải cơng suất thời điểm Trường hợp 4.1 Bảng 4.12 Chế độ điện áp thời điểm – Trường hợp 4.2 Điện áp 220kV Hà Giang (kV) Điện áp 220kV Thái Nguyên (kV) P Hà Giang (MW) Phụ tải (MW) 209.3 207.1 177.0 168.5 209.3 205.9 206.4 198.5 198.8 207.2 180.0 195.0 200.5 185.4 220.6 205.0 193.7 168.51 230.8 210.0 187.1 152.1 234.4 208.7 111 R R Hình 4.9 Giới hạn truyền tải công suất thời điểm – Trường hợp 4.2 Bảng 4.13 Chế độ điện áp thời điểm – Trường hợp 4.3 Điện áp 220kV Hà Giang (kV) Điện áp 220kV Thái Nguyên (kV) P Hà Giang (MW) Phụ tải (MW) 218.0 217.0 216.1 210.6 202.1 190.6 211.5 210.3 209.2 197.5 179.1 153.9 201.2 228.0 249.6 267.2 178.1 281.7 195.0 220.0 240.0 255.30 262.2 259.0 112 R R ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THÀNH LONG Nghiên cứu tính tốn chế độ lắp đặt thiết bị TCSC SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ... Thông số thiết bị bù 105 4.8.2 Kết tính tốn .106 4.8.3 Nhận xét 107 4.9 Lắp đặt thiết bị bù ( lắp đặt tụ bù dọc SVC Thái Nguyên) 109 4.9.1 Kiểm tra ổn định điện áp ... MVar/bộ  Bước nhảy điện áp đóng cắt tụ bù ngang 20 MVar 9.1kV cấp điện áp 110kV 15.0kV cấp điện áp 220kV qua Thái Nguyên - Phương án lắp đặt thiết bị bù thực TBA 220kV Thái Nguyên phục vụ mua điện